本發(fā)明涉及電力線通信領域，特別是涉及基于電力線載波通信的組網(wǎng)方法及裝置。

背景技術：

電力線通信(powerlinecommunication,plc)是利用電力線及其輸、配電網(wǎng)絡作為信息傳輸介質的通信方法。傳統(tǒng)的電力線通信系統(tǒng)采用窄帶電力線通信技術，主要用于電力設備間的遠距離通信和控制等任務。隨著技術的發(fā)展電力線傳輸帶寬最高可達到上百兆赫，可用于更好速率的數(shù)據(jù)傳輸和組件網(wǎng)絡。由于電力網(wǎng)分布廣泛、電力線通信具有無需重新布線、接入方便靈活等優(yōu)點，是一種非常適用于用戶接入網(wǎng)的通信技術。由于現(xiàn)代化進程的推進和能源需求的發(fā)展，電力公司為了能夠發(fā)揮自身的信道優(yōu)勢，規(guī)?；脑O計和開發(fā)基于電力線技術的抄表系統(tǒng)和網(wǎng)絡。但由于電力線設計的初衷是用來傳輸電能而非數(shù)據(jù)，信道中存在的強噪聲干擾、信號的選擇性衰落、電力網(wǎng)絡中的負載阻抗不恒定、負載插拔等因素，使得電力線通信的通信距離嚴重受限，通信可靠性不高。針對上述問題，目前研究主要從物理層和網(wǎng)絡兩方面入手。物理層主要依托于信號的調制解調和帶寬等方面進行發(fā)展，而網(wǎng)絡層面則通過中繼轉發(fā)和網(wǎng)關節(jié)點選擇來提升電力線通信的可靠性和效率。所有的這一切都基于網(wǎng)絡穩(wěn)定的前提下進行實現(xiàn)，而如何快速實現(xiàn)網(wǎng)絡穩(wěn)定則是實現(xiàn)穩(wěn)定通信的前提，現(xiàn)有技術通過申請入網(wǎng)和確認入網(wǎng)的方式，或采用枚舉法進行網(wǎng)絡嘗試的方式效率較低，且穩(wěn)定性差。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術問題在于克服上述現(xiàn)有技術之不足，提供基于電力線載波通信的組網(wǎng)方法，該方法包括：

發(fā)送以洪泛幀形式的抄表幀至目標節(jié)點，

如果非目標地址且所述抄表幀并未進行過轉發(fā)，同時轉發(fā)級數(shù)并未到達上限，則轉發(fā)抄表幀；

如果非目標地址且所述抄表幀進行過轉發(fā)，則根據(jù)信噪比和信號強度判斷是否為父節(jié)點，如果是，則記錄父節(jié)點地址、信噪比和信號強度；

如果信噪比和信號強度同時高于閾值x1時，進行轉發(fā)包括自己的地址、信號強度、信噪比和轉發(fā)級數(shù)的抄表幀；

如果目標節(jié)點為最終地址，根據(jù)層級對比，判斷更優(yōu)的路徑和層級，當相同的信號強度和信噪比區(qū)間出現(xiàn)時，則選擇層級較低的。

進一步地，如果非目標地址且所述抄表幀并未進行過轉發(fā)，同時轉發(fā)級數(shù)并未到達上限，則轉發(fā)抄表幀，具體包括為加入相同的轉發(fā)信息，同時記錄信息來源的上一級地址以及收到信號時的信噪比和信號強度。

進一步地，所述抄表幀在轉發(fā)時記錄該幀的序列號。

進一步地，還包括當節(jié)點收到相同的抄表幀時，則不進行轉發(fā)，但要將該幀的信噪比和信號強度與前一幀進行對比，若信噪比高但信號強度小于前一幀且大于標準閾值，則將該幀的來源地址、信噪比和信號強度進行記錄。

進一步地，如果抄表幀的的目標地址不同時，則存儲在第二或三個存儲空間里。

一種基于電力線載波通信的組網(wǎng)裝置，該裝置包括：

發(fā)送模塊，用于發(fā)送以洪泛幀形式的抄表幀至目標節(jié)點，

轉發(fā)模塊，用于如果非目標地址且所述抄表幀并未進行過轉發(fā)，同時轉發(fā)級數(shù)并未到達上限，則轉發(fā)抄表幀；

判斷模塊，如果非目標地址且所述抄表幀進行過轉發(fā)，則根據(jù)信噪比和信號強度判斷是否為父節(jié)點，如果是，則記錄父節(jié)點地址、信噪比和信號強度；

再次轉發(fā)模塊，用于如果信噪比和信號強度同時高于閾值x1時，進行轉發(fā)包括自己的地址、信號強度、信噪比和轉發(fā)級數(shù)的抄表幀；

選擇模塊，用于如果目標節(jié)點為最終地址，根據(jù)層級對比，判斷更優(yōu)的路徑和層級，當相同的信號強度和信噪比區(qū)間出現(xiàn)時，則選擇層級較低的。

進一步地，所述轉發(fā)模塊還包括為加入相同的轉發(fā)信息，同時記錄信息來源的上一級地址以及收到信號時的信噪比和信號強度。

進一步地，所述轉發(fā)模塊的抄表幀在轉發(fā)時記錄該幀的序列號。

進一步地，還包括對比模塊，用于當節(jié)點收到相同的抄表幀時，則不進行轉發(fā)，但要將該幀的信噪比和信號強度與前一幀進行對比，若信噪比高但信號強度小于前一幀且大于標準閾值，則將該幀的來源地址、信噪比和信號強度進行記錄。

進一步地，如果抄表幀的的目標地址不同時，則存儲在第二或三個存儲空間里。

按照本發(fā)明提供的基于電力線載波通信的組網(wǎng)方法及裝置與現(xiàn)有技術相比具有如下優(yōu)點：本發(fā)明專利提供的方法針對大規(guī)模電力線通信網(wǎng)絡中的節(jié)點，能夠實現(xiàn)快速抄讀，隨時組建網(wǎng)絡，網(wǎng)絡調整效率高。在通信過程中即實現(xiàn)了組網(wǎng)的方式，無需單獨的組網(wǎng)動作，且線路可實時維護，不用預留維護時間。通過使用了選擇對比并設定了時效的機制，保證網(wǎng)絡的長期有效并適時進行重置。

附圖說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施方案的工作流程圖,

圖2是根據(jù)本發(fā)明一個實施方案的結構示意圖。

具體實施方式

為清楚的說明本發(fā)明中的方案，下面給出優(yōu)選的實施例并結合附圖詳細說明。以下的說明本質上僅僅是示例性的而并不是為了限制本公開的應用或用途。應當理解的是，在全部的附圖中，對應的附圖標記表示相同或對應的部件和特征。

如圖1所示?；陔娏€載波通信的組網(wǎng)方法，該方法包括：

s101，發(fā)送以洪泛幀形式的抄表幀至目標節(jié)點，所述抄表幀在轉發(fā)時記錄該幀的序列號。所述網(wǎng)關節(jié)點是指電力線載波網(wǎng)絡與外網(wǎng)的中轉節(jié)點，起到網(wǎng)關的作用，通過網(wǎng)關可以管理電力線載波網(wǎng)絡。

洪泛幀指的是所有節(jié)點聽到后進行層級和序號判斷后，都可以進行轉發(fā)的廣播幀。

s102，如果非目標地址且所述抄表幀并未進行過轉發(fā)，同時轉發(fā)級數(shù)并未到達上限，則轉發(fā)抄表幀；包括為加入相同的轉發(fā)信息，同時記錄信息來源的上一級地址以及收到信號時的信噪比和信號強度。信噪比指的是可從寄存器中讀取的信號與噪聲的比值，是硬件設備所必有的信息，信號強度為該信號到達節(jié)點時信號的電壓幅值。

閾值為硬件設計中信號能夠穩(wěn)定可靠接收所對應的信噪比和信號強度。轉發(fā)中所記錄的地址、信號強度和信噪比以及轉發(fā)級數(shù)用于節(jié)點的判斷。

s103，如果非目標地址且所述抄表幀進行過轉發(fā)，則根據(jù)信噪比和信號強度判斷是否為父節(jié)點，如果是，則執(zhí)行步驟s106；

s104，如果信噪比和信號強度同時高于閾值x1時，進行轉發(fā)包括自己的地址、信號強度、信噪比和轉發(fā)級數(shù)的抄表幀；轉發(fā)級數(shù)上限為7級。節(jié)點記錄地址、信噪比和信號強度用于對比后續(xù)抄表幀發(fā)送的節(jié)點是否可能成為更優(yōu)的節(jié)點。

s105，如果目標節(jié)點為最終地址，根據(jù)層級對比，判斷更優(yōu)的路徑和層級，當相同的信號強度和信噪比區(qū)間出現(xiàn)時，則選擇層級較低的。

s106，記錄父節(jié)點地址、信噪比和信號強度

還包括當節(jié)點收到相同的抄表幀時，則不進行轉發(fā)，但要將該幀的信噪比和信號強度與前一幀進行對比，若信噪比高但信號強度小于前一幀且大于標準閾值，則將該幀的來源地址、信噪比和信號強度進行記錄，作為下一次來幀的優(yōu)選父節(jié)點。以免信道上有過多的數(shù)據(jù)占用信道，形成沖突。信號強度和信噪比的標準閾值為s2中作為轉發(fā)的閾值，若信號小于這個閾值則認為是無價值的父節(jié)點穩(wěn)定性較差。信號強度小于前一幀的信息則是可靠的信道線路下，值越小的則表示路徑相對較遠。若信噪比和信號強度都小于已經(jīng)記錄的值，則以信噪比高的為優(yōu)選。即遵循信噪比越高且信號強度越低的父節(jié)點為優(yōu)選，一方面保證信號的穩(wěn)定性，另一方面優(yōu)化級數(shù)避免級數(shù)過多導致的時間延遲。

如果抄表幀的的目標地址不同時，則存儲在第二或三個存儲空間里。存儲空間最多留3個，即每個節(jié)點擁有最多3個優(yōu)選父節(jié)點，若超過3個則第四次抄表時從其中挑選最差的進行替換。

唯一父節(jié)點為節(jié)點可轉發(fā)的上一級節(jié)點，當上行幀時，則目標節(jié)點變成發(fā)起節(jié)點，而網(wǎng)關節(jié)點變?yōu)槟繕斯?jié)點，則父節(jié)點為自下向上的父節(jié)點信息。3次判斷建立在電力線通信的時變性分析的基礎之上。

下一次抄表幀來臨時，僅響應唯一父節(jié)點的幀。

僅響應唯一父節(jié)點的幀是為了減少不必要的信道占用，并提高目標節(jié)點的相應時間，同時減少目標節(jié)點的判斷，提高工作效率。

在集中器不進行抄表時，網(wǎng)關節(jié)點自動發(fā)送網(wǎng)絡維護幀，用戶網(wǎng)絡判斷。

網(wǎng)絡維護幀與抄表幀格式類似，但是不包含數(shù)據(jù)信息，僅包含此幀為維護幀的信息，用于網(wǎng)絡選擇和判別，幀結構較簡單，占用信道資源小。在發(fā)送網(wǎng)絡維護幀的同時，若抄表幀來臨，則優(yōu)先強制快速發(fā)送靜默幀，節(jié)點根據(jù)父節(jié)點進行轉發(fā)或洪泛轉發(fā)。為了能夠更高效的進行抄表和組網(wǎng)。

當節(jié)點超過一定時間未收到唯一父節(jié)點的幀時，則清除唯一父節(jié)點信息，重新選取并存儲。

清除父節(jié)點信息是避免網(wǎng)絡變化、噪聲情況變化、表庫變化、表變化等因素導致的網(wǎng)絡變動，避免無休止的等待導致網(wǎng)絡癱瘓。

點所記錄的父節(jié)點信息則為最優(yōu)路徑，且由于所有數(shù)據(jù)幀中都包含了各級的節(jié)點，則網(wǎng)關節(jié)點也知道最優(yōu)路徑，網(wǎng)關節(jié)點在必要時刻可以發(fā)送清除幀，清除指定節(jié)點的父節(jié)點或全部節(jié)點的父節(jié)點信息。

如圖2所示。一種基于電力線載波通信的組網(wǎng)裝置，該裝置包括：

發(fā)送模塊201，用于發(fā)送以洪泛幀形式的抄表幀至目標節(jié)點，

轉發(fā)模塊202，用于如果非目標地址且所述抄表幀并未進行過轉發(fā)，同時轉發(fā)級數(shù)并未到達上限，則轉發(fā)抄表幀；

判斷模塊203，如果非目標地址且所述抄表幀進行過轉發(fā)，則根據(jù)信噪比和信號強度判斷是否為父節(jié)點，如果是，則記錄父節(jié)點地址、信噪比和信號強度；

再次轉發(fā)模塊204，用于如果信噪比和信號強度同時高于閾值x1時，進行轉發(fā)包括自己的地址、信號強度、信噪比和轉發(fā)級數(shù)的抄表幀；

選擇模塊205，用于如果目標節(jié)點為最終地址，根據(jù)層級對比，判斷更優(yōu)的路徑和層級，當相同的信號強度和信噪比區(qū)間出現(xiàn)時，則選擇層級較低的。

所述轉發(fā)模塊204還包括為加入相同的轉發(fā)信息，同時記錄信息來源的上一級地址以及收到信號時的信噪比和信號強度。

所述轉發(fā)模塊204的抄表幀在轉發(fā)時記錄該幀的序列號。

還包括對比模塊，用于當節(jié)點收到相同的抄表幀時，則不進行轉發(fā)，但要將該幀的信噪比和信號強度與前一幀進行對比，若信噪比高但信號強度小于前一幀且大于標準閾值，則將該幀的來源地址、信噪比和信號強度進行記錄。

如果抄表幀的的目標地址不同時，則存儲在第二或三個存儲空間里。

綜上所述，以上所述內容僅為本發(fā)明的實施例，僅用于說明本發(fā)明的原理，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。